HIDRODINÁMICA
La hidrodinámica es la ciencia que se encarga de estudiar los fluidos en movimiento, el cual se encuentra definido por medio de un campo vertical de velocidades que corresponden a las partículas de un fluido y las presiones en un campo escalar.
Es una sustancia que puede fluir, esta diferenciación incluye líquidos y gases. En otras palabras es un medio que se deforma continuamente en el tiempo debido a su poca cohesión intermolecular, carece de forma propia y adopta de forma de recipiente que lo contiene.
Concepto
Fundamentos
Características
1.- La posición relativa de sus moléculas puede cambiar continuamente
2.- Todos los fluidos son comprensibles en cierto grado
3.- Tienen o no una viscosidad
4.- Dependiendo de su viscosidad fluyen a mayor o menor velocidad. Mientras más viscoso fluye con menor velocidad, mientras menos viscoso fluye con mayor velocidad.
5.- Su viscosidad es independiente de la densidad.
Elementos
la hidrodinámica es el estudio del flujo de fluidos que incluye una amplia gama de temas. En cuanto a los elementos de la hidrodinámica, son los siguientes:
1.-Propiedades de los fluidos
2.-Velocidad de flujo
3.-Distribución de presión
4.-Viscosidad
5.-Fricción
Propiedades
La calidad del agua determina su comportamiento y sus propiedades en reposo y en movimiento.
En esta agua hay elementos primarios y secundarios.
Densidad, Presión, Temperatura, Energía interna, Entalpía, Entropía, Calores específicos
Aplicación
Gasto (G)
Es la relación entre el volumen del líquido que fluye por un conducto y el tiempo que tarda en fluir.
Gasto=Volumen/tiempo
𝑮 = 𝒗/𝒕 𝑭ó𝒓𝒎𝒖𝒍𝒂 1
Sus unidades son: m3/s en el SI (Sistema Internacional de Unidades)
Existe otra forma de calcular el gasto o caudal cuando se conoce la velocidad del líquido y el área de la sección transversal de la tubería por la cual circula; de tal forma que:
Gasto= (Área de la sección transversal de la tubería) (velocidad del líquido)
𝑮 = 𝑨.𝒗 𝑭ó𝒓𝒎𝒖𝒍𝒂 2
Flujo (F)
Cantidad de masa de líquido que fluye a través de una tubería en un segundo; matemáticamente:
𝑭𝒍𝒖𝒋𝒐 = 𝒎𝒂𝒔𝒂/𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑o
𝑭 = 𝒎/𝒕 𝑭ó𝒓𝒎𝒖𝒍𝒂 𝟑
𝑠𝑢𝑠 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑲𝒈/s
Existe otra fórmula para calcular flujo si se relaciona con la densidad, de tal
forma que:
𝑭𝒍𝒖𝒋𝒐 = 𝑮𝒂𝒔𝒕𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒅𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅
𝑭 = 𝑮.𝝆 𝑭ó𝒓𝒎𝒖𝒍𝒂 4
Gasto de la continuidad
𝑮𝟏 = 𝑮𝟐
los líquidos son incompresibles de tal forma que la velocidad del líquido que fluye por la sección transversal mayor tiene una menor velocidad y al pasar por la sección transversal de menor tamaño el líquido incrementa su velocidad, compensando así el gasto.
𝑨𝟏𝒗𝟏 = 𝑨𝟐𝒗𝟐
Llamada ecuación de la continuidad
A MAYOR SECCIÓN, MENOR VELOCIDAD
A MENOR SECCIÓN, MAYOR VELOCIDAD
Teorema de Bernoulli
“En un líquido ideal cuyo flujo es estacionario, la suma de las energías cinética, potencial y de presión que tiene el líquido en un punto, es igual a la suma de estas energías en otro punto cualquiera”
TEOREMA DE TORRICELLI
Una de las aplicaciones del Teorema de Bernoulli es el Teorema de Torricelli que enuncia: “La velocidad con la que sale un líquido por el orificio de un recipiente es igual a la que adquiriría un cuerpo que se dejara caer libremente desde la superficie libre del líquido hasta el nivel del orificio”
(𝒗𝟏)^𝟐/𝟐 + 𝒈𝒉𝟏 + 𝑷𝟏/𝝆𝟏 = (𝒗𝟐)^𝟐/𝟐 + 𝒈𝒉𝟐 + 𝑷𝟐/𝑷𝟐
biografiara
Briceño V., Gabriela. (2018). Hidrodinámica. Recuperado el 6 diciembre, 2022, de Euston96
A. Hernandez. "Hidroninámica". REPOSITORIO ACADÃMICO DIGITAL. https://repository.uaeh.edu.mx/bitstream/bitstream/handle/123456789/16715/LECT147.pdf?sequence=1#:~:text=GASTO%20(G):,tiempo%20que%20tarda%20en%20fluir. (accedido el 4 de enero de 2023).